建筑多層鋼結構房屋模版的知識

多層民用鋼結構房屋的應用和發(fā)展09建筑工程技術二班23目錄1.鋼結構房屋的分類(P3)2.鋼結構房屋的優(yōu)點(P5)3.發(fā)展多層結構房屋的發(fā)展現(xiàn)狀(P10)4.多層民用鋼鋼結構房屋的工程實例(P12)5.多層民用民用鋼結構房屋需要解決的問題(P17)

1.鋼結構房屋的分類鋼結構房屋是從承重骨架的材料角度定義的，即指結構體系中主要受力構件由鋼材做成的房屋建筑,出鋼結構房屋外,還有木結構房屋、砌體結構房屋、混泥土結構房屋和混合解雇房屋。按照使用性質不同，鋼結構房屋可分為生產(chǎn)性建筑和非生產(chǎn)型建筑兩大類。前者包括工業(yè)建筑和農(nóng)業(yè)建筑，后者主要指民用建筑。民用根據(jù)房屋使用功能可分為居住建筑和和公共建筑兩類。公共建筑是為人們提供生活起居用的建筑，如住根據(jù)房屋層數(shù)和高度的不同，大致可分為單層建筑，多層建筑，高層建筑及超高層建筑。但他們之間并沒有嚴格的界限和統(tǒng)一的劃分標準，不同的規(guī)范從不同的角度作了規(guī)定。

。根據(jù)房屋層數(shù)和高度的不同，大致可分為單層建筑，多層建筑，高層建筑及超高層建筑。但他們之間并沒有嚴格的界限和統(tǒng)一的劃分標準，不同的規(guī)范從不同的角度作了規(guī)定。《建筑設計防火規(guī)范》(GBJ16)規(guī)定的多層民用建筑界限為：九層及九層以下的住宅（包括底層設置商業(yè)服務網(wǎng)點的住宅）和建筑高度不超過24m的其他民用建筑。從結構角度上，多層和高層之間并沒有明確的界限，根據(jù)房屋的荷載特點和力學行為，特別是對地震作用的反應，《建筑設計抗震規(guī)范》（GB50011）和《全民建筑工程設計技術措施—結構》（2003）中都以12層為界限，12層及12層以下的結構與12層以上的結構在設計方法和抗震構造措施上都有些區(qū)別。2.鋼結構房屋的優(yōu)點鋼結構房屋的結構體系主要是由鋼板、熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼通過連接、制造組裝而成，和其他材料的房屋結構相比，具有以下優(yōu)點：

1.強度高，質量輕鋼材與其它建筑材料如混凝土、磚石和木材相比，強度要高得多，彈性模量也高，因此結構構件質量輕且截面小，特別適用于跨度大、荷載大的構件和結構。即使采用強度較低的鋼材，其強度與密度的比值也比混凝土和木材大的多，從而在同樣受力條件下的鋼材結構自重輕。研究表明，多高層鋼結構的自重一般為混凝土結構自重的1/2-3/5。此外，構件輕巧也便于運輸。（2）構件截面小，有效空間大由于國內(nèi)鋼材的強度高，構件截面小，所占空間也就小。以相同受力條件的簡支梁為例，鋼筋混凝圖的高度通常是跨度的1/10-1/8，而鋼梁約是1/16-1/12，如果鋼梁有足夠的側向支撐，甚至可以達到1/20，有效增加了房屋的層間凈高。在梁高相同的情況下，鋼結構的開間可比混凝土結構的開間大50%，能更好的滿足結構大開間、靈活分割的要求。另外，多層民用建筑中的管道很多，如果采用鋼結構，可在梁腹板上開洞以穿越管道，而混凝土結構則不宜開洞。柱子的截面尺寸也類似，在多高層建筑中，鋼柱的截面面積占建筑面積的3%-5%，而混凝土柱則占6%-9%，并且由于梁截面較小，避免了“粗柱笨梁”現(xiàn)象，室內(nèi)視覺開闊，美觀方便。（3）材料均勻，塑性、韌性好，抗震性能優(yōu)越由于鋼材組織均勻，接近各向同性，鋼結構的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算模型，因此可靠性高。同時因鋼材塑性韌性好，耗能能力強，一般不會因超載而發(fā)生突然斷裂，適用于承受動力合載和沖擊荷載，抗震性能非常優(yōu)越。下表為1985年墨西哥8.1級大地震中，鋼框架與混凝土框架的破壞對比情況，即能說明這一點。結構類型建造年代破壞程度<19871957-1976>1976合計鋼結構倒塌73010嚴重破壞1102混凝土結構倒塌2751482嚴重破壞1623645（4）制造簡單，施工周期短鋼結構所用的材料單純，且多是成品和半成品材料，加工比較簡單，并且能夠使用機械操作，易于定型化、標準化，工業(yè)化生產(chǎn)程度高，質量穩(wěn)定，勞動力強度低。一般情況下，多高層鋼結構平均4天一層，而混凝土結構平均6天一層，即鋼結構的施工速度是混凝土結構的1.5倍。結構施工周期短，使整個建筑更早投入使用，可節(jié)約投資18%。（5）環(huán)保節(jié)能與傳統(tǒng)的混凝土結構和砌體結構相比，鋼結構屬于綠色建筑結構體系。鋼結構房屋的墻體均采用新型輕質復合墻板和輕質砌塊，符合建筑節(jié)能和環(huán)保的要求，可以達到節(jié)能50%的目標，極大節(jié)約了我國人均相對短缺的資源。鋼結構的施工方式為干式施工，可避免混凝土濕式施工所造成的污染。另外，對于已建成的鋼結構也比較容易進行改建和加固，用螺栓連接的鋼結構還可以根據(jù)需要進行拆遷，也有利于環(huán)境保護。2.多層民用鋼結構房屋的發(fā)展現(xiàn)狀

我國是最早用特建造結構的特別是在解國家之一，比較著名的是鐵鏈橋和一些紀念性建筑，比西方國家早數(shù)百年。但在18世紀末的工業(yè)革命革命興起后，西方國家的冶金技術和土木工程得到了快速發(fā)展，而此時的中國，由于封建制度下的生產(chǎn)力發(fā)展極其緩慢，放前的百年歷史中，鋼結構發(fā)展幾乎完全停滯。自20世紀五十年代以來，在前蘇聯(lián)的經(jīng)濟技術援助下，我國的鋼結構才迎來了初步發(fā)展，在工業(yè)廠房、橋梁、大型公共建筑和高聳構筑物等方面都取得了卓越的成就，至今仍發(fā)揮著巨大作用，如鞍鋼、包鋼、武鋼、沈陽飛機制造廠、大連造船廠、北京體育館（跨度57m的兩鉸拱）、人民大會堂（跨度60.9m的鋼屋架）、武漢長江大橋（全長1670m)等，并編制了我國第一部鋼結構行業(yè)規(guī)范，縮小了與發(fā)達國家的差距，但多高層民用鋼結構建筑仍然空白。自20世紀九十年代至今，我國鋼結構行業(yè)步入快速發(fā)展階段，鋼結構的發(fā)展日新月異，規(guī)模更大，技術更新，出現(xiàn)數(shù)百年來未曾有過的興旺現(xiàn)象，被稱為建筑行業(yè)的“朝陽產(chǎn)業(yè)”。代表建筑有深圳帝王大廈（325m）、上海金茂大廈(460m)、上海東方明珠電視塔（468m)等等。多層民用鋼結構房屋也開始出現(xiàn)。我國的鋼結構主要用于工業(yè)廠房、大跨度和高層民用建筑中，鋼結構建筑在全部建筑中的應用比例非常低，還不到百分之一，而瑞典、美國、日本等國的鋼結構房屋面積已達到總建筑面積的40%以上。我國建筑用鋼在鋼材產(chǎn)量中的比值也僅為20%-30%，低于發(fā)達國家的40%-55%。因此，我國鋼結構還是一個很年輕的行業(yè)，特別是多層民用鋼結構建筑，應用前景十分廣闊，有待于大力發(fā)展和支持。多層民用鋼結構的工程實例盡管我國多層民用鋼結構房屋才僅僅出現(xiàn)幾十年，仍處在初級階段，但是各地陸續(xù)建造了數(shù)百萬平方米的多層鋼結構民用房屋，取得了顯著的成績。如中國工商銀行總營業(yè)辦公樓、北京金辰公寓、上?，F(xiàn)代集團在新疆庫勒爾建造的8層鋼結構住宅、天津麗苑小區(qū)11層鋼結構住宅、杭州天城六層鋼結構綜合樓、上棟建筑工程學院土木館、廠商噶遠大集成住宅樓、河北唐山的幾棟3-5層鋼結構住宅、福建師大學生公寓、武漢國際會展中心、四川攀枝花市迎賓苑小區(qū)鋼結構住宅等等。中國工商銀行總行營業(yè)辦公樓位于北京市復興門內(nèi)大街的中國工商銀行總行營業(yè)辦公樓，見右圖?？偨ㄖ娣e9.6萬平方米，純鋼結構體系。結構總用鋼量8500t，以美國產(chǎn)A572寬翼緣H型鋼和國產(chǎn)16Mn鋼為主，鋼板最厚達100mm。北京市亦莊青年公寓北京市亦莊青年公寓（右圖）總建筑面積12萬平方米。主體結構形式為鋼框架、鋼框架-混凝土核心筒體系，梁柱截面為H型鋼，樓蓋采用壓型鋼板混凝土組合樓板。工程總造價1150元/平方米，和磚混結構造價基本持平，但施工工期僅是磚混結構的1/2，現(xiàn)場用工是磚混結構的1/3.結構總用鋼量僅為37千克/平方米，不到總造價的18%。山東建筑工程學院土木館鋼結構公寓發(fā)展多層民用鋼結構需要解決的問題雖然鋼結構房屋具有很多優(yōu)點，我國鋼材產(chǎn)量及國家政策都已到位，但畢竟還處于發(fā)展的初期階段，目前需解決的問題還很多，主要有以下幾個方面：多層鋼結構技術及配套技術有待于進一步開發(fā)研究和完善鋼結構應用于大跨度、重型工業(yè)廠房或大跨度高層民用建筑時，能充分發(fā)揮鋼材的力學性能，我國在這方面的技術也比較成熟。但應用于多層民用鋼結構房屋時，由于構件截面小，剛度弱，純鋼結構的側移較大，對抗力體系、樓板、墻體的要求較高。因此，結構體系、抗震技術、連接節(jié)點、樓蓋技術等仍需進一步完善理論研究，如何發(fā)揮鋼結構的優(yōu)勢，為用戶創(chuàng)造安全舒適經(jīng)濟的建筑環(huán)境，還有很長的路要走。需解決防腐、防火問題鋼材的耐腐蝕性比較差，必須采用適當措施予以保護，所以鋼材的維護費用比混凝土高。不過多層民用鋼結構室內(nèi)屬于一類環(huán)境，構建經(jīng)過徹底除銹并涂上合格的防腐涂料，銹蝕問題并不嚴重，加上防火材料的包裹，可以減小涂層?！?.11”事件使人們目睹了鋼結構垮塌的慘景，愈發(fā)關注國內(nèi)鋼結構的防火問題。由于多層民用建筑內(nèi)的火源多，火災荷載密度大，很容易失火，并且失火后容易成災，因此鋼結構的防火非常重要。目前耐火等級為二級的防火涂料的造價在每平方50元以上。如何能夠在防腐防火上做到成本低而效果好，組使建筑師和結構師動一番腦筋。一步降低工程造價目前，多層鋼結構房屋體系的造價比混凝土結構的略高，因此，人們的一般概念是鋼結構工程造價很高，有些甚至是鋼材緊缺年代的概念，這也是影響我國鋼結構推廣應用的一個主要因素。鋼結構造價偏高的主要原因有兩個：首先，鋼材比混凝土貴得多，其次，在工程實踐中，由于經(jīng)驗不足，專業(yè)技術人才缺乏，配套體系不完整，使得工程造價進一步升高。統(tǒng)計資料表明，建筑高度為6-12層時比較經(jīng)濟，在中低層民用建筑中，鋼結構還缺乏競爭力。對待造價問題，不宜孤立的看待，應予以全面分析。一棟建筑的總投資除用于建筑本身的造價外，還要用于征地和動遷。隨著城市化的發(fā)展，征地和動遷費用越來越大，一般情況下工程造價約占項目總投資的60%，征地動遷費用為40%，還有，隨著生活水平的不斷提高，建筑裝修和室內(nèi)裝飾的費用越來越高，在造價中的比例增大，即意味著工程造價的比例越來越低。目前，在辦公樓、賓館和高檔建筑工程中，結構造價不超過工程造價的30%。因此，結構造價單一因素不應作為決定采用鋼結構材料的主要依據(jù)。如果再考慮鋼結構建筑有效空間大、施工速度快、抗震性能好、環(huán)保節(jié)能等有利因素，其綜合效益依然很顯著在市場經(jīng)濟條件下，依據(jù)現(xiàn)有的材料和技術，因地制宜，進行優(yōu)化組合，走過與混凝土結合的道路，完全能夠做到與現(xiàn)有其他結構體系造價相持平甚至更低，前面的北京市以亦莊青年即使典例。專業(yè)人才缺乏，觀念有待于更新我國的鋼結構工程持續(xù)高速發(fā)展了近二十年，出現(xiàn)了許多從事鋼結構設計、制作、施工的企業(yè)，并積累了一些寶貴的經(jīng)驗，但應當清醒看到，鋼結構行業(yè)從業(yè)人員的平均水平還比較低，管理有些混亂，部分工程屬于低水平重復別人已經(jīng)做過的工程，缺乏技術創(chuàng)新和突破，甚至出現(xiàn)了很多工程事故，在一定程度上還給剛興起的鋼結構行業(yè)帶來了負面影響，應當及時總結經(jīng)驗，并予以疏導和改正。結束語發(fā)展民用鋼結構建筑是大勢所趨，特別是我國在加入WTO之后，建筑業(yè)也面臨著與國際接軌，如不解決上述問題，必將落伍甚至遭到淘汰。當然解決上述問題還需要